JP2019047576A - 発電装置、施設の環境情報センシングシステムおよび人／動物センシングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】通気ダクト内を流動する空気が持つ運動エネルギーを有効利用した発電装置およびこの装置を利用した施設の環境情報センシングシステムを提供する。【解決手段】発電装置３１は、通気ダクト（主幹給気ダクト１１，主幹排気ダクト２１，分岐給気ダクト１２、分岐排気ダクト２２）の流路の何れかの箇所または前記流路の始端または終端に、応力を受けることで発電する発電デバイス（ピエゾ発電デバイス３１１）を含む環境情報センシングシステム３が設けられ、発電デバイスは通気ダクト内を流動する空気から応力を受けることで発電する。【選択図】 図１

Description

本発明は、通気ダクト内を流動する空気が持つ運動エネルギーを有効利用した発電装置およびこの装置を利用した、施設の環境情報センシングシステムに関する。

施設（居室等）の換気には、図１３（Ａ）に示す第一種機械換気、図１３（Ｂ）に示す第二種機械換気、図１３（Ｃ）に示す第三種機械換気が知られている。
図１３（Ａ）に示す第一種機械換気が行なわれる施設８Ａでは、給気ファン８１により給気ダクト８３から給気が行なわれ、排気ファン８２により排気ダクト８４から排気が行われる。第一種機械換気では、給気ファン８１および排気ファン８２のパワーを調節することで室内を正圧または負圧に保持できる。地下街，地下駐車場等の地下施設の換気は、基本的には第一種機械換気である。

図１３（Ｂ）に示す第二種機械換気が行なわれる施設８Ｂでは、給気ファン８１により給気ダクト８３から給気が行われ、自然通気により排気ダクト８４から排気が行われる。この第二種機械換気では、給気ファン８１が室内を正圧に保持できる。クリーンルームの換気は、基本的には第二種機械換気である。

図１３（Ｃ）に示す第三種機械換気が行なわれる施設８Ｃでは、自然通気により給気ダクト８３から給気が行われ排気ファン８２により排気ダクト８４から排気が行われる。第三種機械換気では、排気ファン８２が室内を負圧に保持できる。住宅居室の換気は、基本的には第三種機械換気であり、たとえばトイレットのドアを開けたときにトイレット内の空気が隣室に流出しない。

特開２００９−８３７０

ところで、図１３（Ａ），図１３（Ｂ），図１３（Ｃ）に示した各種機械換気では、給気ダクト８３から給気される空気はそのまま室内に導入され、排気ダクトから排気される空気はそのまま大気に放出されている。
このため、給気ダクトから給気される空気が持つ運動エネルギー、または排気ダクトから排気される空気の運動エネルギーが無駄に消費される。

本発明の目的は、通気ダクト内を流動する空気が持つ運動エネルギーを有効利用した発電装置およびこの装置を利用した施設の環境情報センシングシステムを提供することである。

本発明の発電装置は、以下を要旨とする。
（１） 構造物または乗り物に形成される通気路の何れかの箇所に取り付けられ、前記通気路を流動する空気から応力を受けて発電する発電デバイスを備えたことを特徴とする発電装置。
構造物とは、建物、地下街・地下駐車場等の地下施設、トンネル等を含む。
乗り物とは、自動車、電車、船舶等の人または荷物を移動・運搬する装置を含む。
（２）
通気ダクトの流路の何れかの箇所または前記流路の始端または終端に、応力を受けることで発電する少なくとも一つの発電デバイスが設けられ、前記発電デバイスは通気ダクト内を流動する空気から前記応力を受けることを特徴とする発電装置。
本発明の発電装置は、第一種機械換気（前述した図１３（Ａ）参照）、第二種機械換気（前述した図１３（Ｂ）参照）、第三種機械換気（前述した図１３（Ｃ）参照）の何れに対しても適用することができる。
また、通気ダクトには、給気ダクト、排気ダクトまたは循環ダクトが含まれる。たとえば、ある部屋について換気対象を行う場合、給気ダクトおよび排気ダクトの双方が設けられることもあるし、何れか一方しか設けられないこともあるし、給気ダクトおよび循環ダクトの双方が設けられることもあるし、給気ダクト、循環ダクトおよび排気ダクトが設けられることもある。
たとえば、通気ダクトには、空気入口および空気出口がそれぞれ１つあってもよい。また、たとえば、１つの通気ダクトが複数に分岐する場合には、空気入口が１つであるが空気出口は複数である。複数のダクトが１つに統合される場合には、空気出口が１つであるが空気入口は複数である。
本発明では、給気ダクトの空気入口を空気取得口、空気出口を空気導入口と称し、排気ダクトの空気入口を空気吸引口、空気出口を空気排出口と称す。
発電装置が設けられる箇所は、通気ダクトの空気入口および空気出口の近傍であってもよいし、通気ダクトの内部であってもよい。
また、１つの通気ダクトが複数に分岐する場合には、分岐箇所に分岐量調節用のフィンが設けられることがあるが、このフィンに本発明の発電装置を取り付けることができる。また、このフィン自体を発電装置として構成することもできる。
さらに、通気ダクトの内部には、鎧戸（ルーパ）状の振動防止用減衰器（スラット）が設けられることがある。鎧戸状の振動防止用減衰器では、鎧戸に使用される板に発電装置を取り付けることができる。また、このフィン自体を発電装置として構成することもできる。
なお、応力を受けて発電する素子，装置、機器等として、後述するピエゾ発電デバイスや磁歪発電デバイスが挙げられる。

（３）
（２）に記載の発電装置であって、
前記発電デバイスはピエゾ発電デバイスであり、前記ピエゾ発電デバイスは、前記通気ダクト内を流動する空気から応力を受けるように、少なくとも１箇所が前記通気ダクトの内壁、前記通気ダクトの流路内工作物（ステー等）または前記通気ダクトの始端部材または終端部材に固定されている発電装置。
ピエゾ発電デバイスは、たとえば長方形型であり、長手側の一端を長方形面が流路の軸線に対して角度を持つように（典型的には、ほぼ垂直になるように）配置することができる。
なお、ピエゾ発電デバイスは、吹流し式、すなわちピエゾ発電デバイスが長方形型の場合、長手側の一端を長方形面が流路の軸線に対してほぼ平行に配置することもできる。

（４）
（２）に記載の発電装置であって、
前記発電デバイスは磁歪発電デバイスであり、前記磁歪発電デバイスは、磁歪材コアにコイルが巻回されてなり、前記通気ダクト内を流動する空気から応力を受けるように、少なくとも１箇所が前記通気ダクトの内壁、前記通気ダクトの流路内工作物（ステー）または前記通気ダクトの始端部材または終端部材に固定されている発電装置。
本発明では、発電デバイスとして磁歪材コアにコイルが巻回されてなる磁歪発電デバイスを使用することができる。
磁歪発電デバイスのステーへの取り付け形態等は、上述したピエゾ発電デバイスの取り付け形態等と同様とできる。

（５）
（２）に記載の発電装置であって、
前記発電デバイスは圧電発電と磁歪発電とを同時に行う圧電／磁歪発電デバイスであり、前記圧電／磁歪発電デバイスは、前記通気ダクト内を流動する空気から応力を受けるように、少なくとも１箇所が前記通気ダクトの内壁、前記通気ダクトの流路内工作物（ステー）または前記通気ダクトの始端部材または終端部材に固定されている発電装置。
圧電／磁歪発電デバイスのステーへの取り付け形態等は、上述したピエゾ発電デバイスの取り付け形態等と同様とできる。

（６）
（２）から（５）の何れか１項に記載の発電装置であって、
前記通気ダクトがクリーンルームまたは地下施設に設けられた給気ダクトまたは排気ダクトである発電装置。
本発明の発電装置は、地下設備またはクリーンルームの通気ダクトへの適用が好適である。
発電装置により生成された電力は、本発明のクリーンルームのセンシングシステムにおけるセンシング用電力として使用できる。

本発明の施設の環境情報センシングシステムは、以下を要旨とする。
（７）
（２）から（６）の何れか１項に記載の発電装置を用いた施設の環境情報をセンシングするシステムであって、
前記施設の通気ダクトの流路の何れかの箇所に設けられた前記発電装置と、
前記通気ダクトの流路の何れかの箇所、前記施設の内外の何れかの箇所に設けた前記施設の環境情報を検出する少なくとも一つのセンサー、
前記発電装置が発生する電力を用いて駆動される本体回路と、
を備えたことを特徴とする施設の環境情報センシングシステム。
本発明の施設の環境情報センシングシステムでは、（２）から（６）で説明した発電装置が生成する電力の充電装置を備えておくことができる。
通気ダクトは、給気ダクト、排気ダクトまたは循環ダクトを含む。
温度、湿度、気圧などのセンシングには、大きな電力は必要としないので、電源として上記充電装置を使用することができる。

（８）
（７）に記載の施設の環境情報センシングシステムであって、
前記環境情報が、前記施設の内部の所定気体の濃度、温度、湿度、気圧であることを特徴とする施設の環境情報センシングシステム。

（９）
（７）または（８）に記載の施設の環境情報センシングシステムであって、
前記施設が地下施設（地下駐車場を含む）またはクリーンルームであることを特徴とする施設の環境情報センシングシステム。

（１０）
（２）から（６）の何れか１項に記載の発電装置を用いた人／動物センシングシステムであって、
前記施設の通気ダクトの流路の何れかの箇所に設けられた前記発電装置と、
前記通気ダクトの流路の何れかの箇所、前記施設の内外の何れかの箇所に設けた人または動物を検出する少なくとも一つのセンサー、
前記発電装置が発生する電力を用いて駆動される本体回路と、
を備えたことを特徴とする人／動物センシングシステム。
この発明におけるセンサーとして、赤外線センサーまたは遠赤外線センサーを使用することができるし、撮像デバイス（たとえば、８＊８画素，１６＊１６画素のＣＣＤ）を使用することもできる。

本発明では、以下の発電デバイスが使用できる。
（ａ） 可撓性の平板状をなす第１電極と、前記電極の片面に形成した圧電材と、前記圧電材の表面に形成した第２電極とを備えた発電デバイス。
（ｂ） 可撓性の平板状をなす第１電極と、前記電極の両面に形成した圧電材と、前記各圧電材の表面にそれぞれ形成した第２電極とを備えた発電デバイス。
（ｃ） 可撓性の平板状をなす磁歪材からなるコアと、
前記コアに巻回されたコイル線材からなるコイルと、
を備えた発電デバイス。
（ｄ） 可撓性の平板状をなす第１電極、前記電極の片面に形成した磁歪／圧電材、および前記磁歪／圧電材の表面に形成した第２電極からなるコアと、
前記コアに巻回されたコイル線材からなるコイルと、
を備えた発電デバイス。
（ｅ） 可撓性の平板状をなす第１電極、前記電極の両面に形成した磁歪／圧電材、および前記各磁歪／圧電材の表面にそれぞれ形成した第２電極からなるコアと、
前記コアに巻回されたコイル線材からなるコイルと、
を備えた発電デバイス。
（ｆ） フィルム状の圧電材（ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）強誘電体等）がフィルム状の第１電極と第２電極とに挟まれて形成された発電体が、可撓性の平板状基材（典型的には合成樹脂材または金属材から構成される）の片面または両面に張り付けられて構成される発電デバイス。
（ｇ） フィルム状の圧電材がフィルム状の第１電極と第２電極とに挟まれて形成された発電体と、可撓性の平板状基材（典型的には合成樹脂材または金属材から構成される）とを交互に重ね合わせて張り合わせた発電デバイス。
（ｈ） フィルム状の圧電材がフィルム状の第１電極と第２電極とに挟まれて形成された発電体が、可撓性の平板状基材（典型的には合成樹脂材または金属材から構成された発電デバイス。
（ｉ） 圧電材に代えて磁歪／圧電材を用いた（ｆ）−（ｈ）の発電デバイスの構成をコアとして、前記コアに巻回されたコイル線材からなるコイルと、
を備えた発電デバイス。
（ａ）〜（ｉ）の発電デバイスは、典型的には短冊形（長方形）をなしており、長手一端が構造体等に固定される。
圧電材やコア（あるいはコイル）は、固定端側に形成し、固定端側から遠い側には形成されないようにできる。
通常、複数の発電デバイスが１ユニットとして使用される。
（ｃ）〜（ｅ），（ｉ）の発電デバイスでは、典型的には、コイルから引き出された２端子と、第１電極および第２電極から引き出された各端子を備えている。
コイルからの２端子はＡＣ／ＤＣ変換されてセンシング回路（本体回路）に供給される。また、磁歪／圧電材に形成された第１電極および第２電極から引き出された各端子も、ＡＣ／ＤＣ変換されてセンシング回路に供給される。
積層体コアの各圧電電極に現れる起電力を相乗されるように（相殺されないように）合成し、この合成起電力をＡＣ／ＤＣ変換することができる。

なお、積層体コアの各圧電電極に現れる起電力をＡＣ／ＤＣ変換した後に、このＤＣ起電力を合成することもできる。
本発明では、（ｃ）〜（ｅ）の磁歪／圧電材として、磁歪ファイバーが配向されて練り込まれた合成樹脂圧電材を使用できる。この場合には、コイル線材が前記磁歪ファイバーの向きに直交するように前記コアに巻回される。
なお、第１電極および第２電極として非磁性体金属が使用され、コイルは柔磁性体で囲繞することができる。

本発明の発電装置によれば、通気ダクト内を流動する空気が持つ運動エネルギーを有効利用できる。
本発明のクリーンルームのセンシングシステムによれば、本発明の発電装置を使用しているので、商用電源を使用することなくクリーンルームのセンシングシステムを構築できる。

図１は第一種機械換気を行う地下施設の発電装置を適用する実施形態を示す地下施設Ｓの正面説明図である。 図２は第一種機械換気を行う地下施設の発電装置を適用する実施形態を示す地下施設Ｓの天井裏空間ＣＳの通気ダクトの説明図である。 図３は環境情報センシングシステム３の概要示す図である。 図４は、本発明の発電装置３１として使用するユニモルフ構成のピエゾ発電デバイス３１１を詳細に示す図である。図４（Ａ）はピエゾ発電デバイス３１１の正面図、図４（Ｂ）はピエゾ発電デバイス３１１の側面図である。 図５は、本発明の発電装置３１として使用するバイモルフ構成のピエゾ発電デバイス３１１を詳細に示す図である。図５（Ａ）はピエゾ発電デバイス３１１の正面図、図５（Ｂ）はピエゾ発電デバイス３１１の側面図である。 図６は、ピエゾ発電デバイス３１１に代えて使用できる磁歪発電デバイス３１１Ａを示す図である。 図７は、第二種機械換気を行うクリーンルームに本発明を適用した実施形態の説明図である。 図８は主幹給気ダクト５１が複数の分岐給気ダクト５２に分岐する例を示す図である。 図９は、クリーンルームＣＲ内のエアーを排気ダクト５６により外部に排気することもできる換気システムを示す説明図である。 図１０はクリーンルームの主幹給気ダクト５１の空気取得口５４に設けた複数のピエゾ発電デバイス３１１を示す図である。 図１１は本発明の発電装置として使用される圧電／磁歪発電デバイスを地下鉄の駅に設置した態様示す説明図である。 図１２は本発明の発電装置として使用される圧電／磁歪発電デバイスを示す説明図であり、図１２（Ａ）は磁歪材としてコイル長とほぼ同じ長さの線材を用いた例を示す図、図１２（Ｂ）は磁歪材としてコイル長よりも十分短い線材を用いた例を示す図である。 図１３は施設（居室等）の換気を示す図であり、図１３（Ａ）は第一種機械換気、図１３（Ｂ）は第二種機械換気、図１３（Ｃ）は第三種機械換気の説明図である。

本発明では、発電装置を乗り物に適用することもできるが、以下、 発電装置を構造物に適用する例について説明する。
図１および図２は第一種機械換気を行う地下施設に本発明の発電装置を適用する実施形態を示す図である。
図１は地下施設Ｓの正面説明図であり、図２は地下施設Ｓの天井裏空間ＣＳの通気ダクトの説明図である。
図１に示すように地下施設Ｓには、通路空間Ｐ、店舗空間Ｍおよび天井裏空間ＣＳが形成されている。
図２にも示すように天井裏空間ＣＳには、主幹給気ダクト１１および主幹排気ダクト２１が設置されている。
図１および図２に示すように、主幹給気ダクト１１からは分岐給気ダクト１２が分岐し、主幹排気ダクト２１からは分岐排気ダクト２２が分岐している。

本実施形態では、主幹給気ダクト１１および主幹排気ダクト２１は断面が矩形のダクトであり、分岐給気ダクト１２および分岐排気ダクト２２はベローズタイプの断面が円形のダクトである。
分岐給気ダクト１２の先端は、地下施設Ｓの天井の空気導入口ＡＩＮに延設され、分岐給気ダクト１２は空気導入口ＡＩＮおいて開口している。
図１に示すように、分岐排気ダクト２２の先端は、地下施設Ｓの壁面下部の空気吸引口ＡＤＲに延設され、分岐排気ダクト２２は空気吸引口ＡＤＲにおいて開口している。
図１および図２においては、環境情報センシングシステム３が主幹排気ダクト２１に設けられている。

図３は環境情報センシングシステム３の概要を示す図である。
図３において、環境情報センシングシステム３は、発電装置３１とセンサー３２と回路ユニット３３を含んで構成されている。
本実施形態では、図３に示すように、発電装置３１が主幹排気ダクト２１の流路内にステー（本発明における流路内工作物）ＳＴを用いて取り付けられている。また、センサー３２が主幹排気ダクト２１の流路内（主幹排気ダクト２１の内側）に取り付けられている。
回路ユニット３３は、主幹排気ダクト２１の外面（主幹排気ダクト外側）に取り付けられている。

回路ユニット３３は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３１（ＡＣ／ＤＣコンバータ群）、調整器３３２、電源３３３、二次電池３３４、プロセッサー３３５、通信回路３３６、Ａ／Ｄ変換器３３７を内蔵し、アンテナ３３８を実装している。
本実施形態では、発電装置３１は複数のピエゾ発電デバイス３１１から構成されており、通常、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３１は発電装置３１からの電力を降圧する。
発電装置３１で生成された電力（複数のピエゾ発電デバイス３１１から生成された電力）はＡＣ／ＤＣコンバータ３３１により直流電力に変換される。本実施形態では、調整器３３２はＡＣ／ＤＣコンバータ３３１からの電力を合成し、適切な電圧に調製（昇圧または降圧、通常は降圧）する。
調整器３３２により調製された電力は電源３３３に送られる。電源３３３では、自身（環境情報センシングシステム３）の駆動に使用されてもよいし、二次電池３３４の充電に使用されてもよい。
二次電池３３４に充電された電力は、主幹排気ダクト２１の空気の流れが弱いとき等において、環境情報センシングシステム３の駆動に利用される。

プロセッサー３３５は、図示しない記憶装置（ＲＯＭ等）に記憶されたプログラムにより環境情報センシングシステム３全体を制御する。
センサー３２（図３では複数のセンサー）からの検出信号はＡ／Ｄ変換器３３７を介してプロセッサー３３５に取り込まれる。センサー３２として、ＣＯ、ＣＯ２、ＮＯ、ＮＯ２等の気体検出器、温度検出器、湿度検出器、気圧検出器を用いることができる。
プロセッサー３３５は、所定のセンシング演算をした後、センシングデータ（ディジタル化した検出信号）を通信回路３３６に渡し、通信回路３３６は、アンテナ３３８を介して図示しないホスト装置にセンシングデータを送信することができる。
なお、センサー３２による検出および通信回路３３６によるセンシングデータのホスト装置への送信は、所定時間間隔で適宜行なうことができる。

図４は、本発明の発電装置３１として使用するユニモルフ構成のピエゾ発電デバイス３１１を詳細に示す図である。図４（Ａ）はピエゾ発電デバイス３１１の正面図、図４（Ｂ）はピエゾ発電デバイス３１１の側面図である。
図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、ピエゾ発電デバイス３１１は、ピエゾ材３１１２とその両面に形成した第１電極３１１１，第２電極３１１３と、第２電極３１１３側に設けられた振動構造体３１１４とから構成されている。
本実施形態では、ピエゾ発電デバイス３１１はステーＳＴに取り付けられている。
ピエゾ材３１１２として、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）強誘電体等が使用できる。
第１電極３１１１、第２電極３１１３は配線ｗ１，Ｗ２を介して図３に示したＡＣ／ＤＣコンバータ３３１に接続される。
振動構造体３１１４、アルミニウム等の金属または合成樹脂からなる可撓板材から構成することができる。
なお、振動構造体３１１４は、第２電極３１１３の上だけではなく、第２電極３１１３の下にも設けてもよい。

図５は、本発明の発電装置３１として使用するバイモルフ構成のピエゾ発電デバイス３１１を詳細に示す図である。図５（Ａ）はピエゾ発電デバイス３１１の正面図、図５（Ｂ）はピエゾ発電デバイス３１１の側面図である。
図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、ピエゾ発電デバイス３１１では、第１電極３１１１、第１ピエゾ材３１１２、第２電極３１１３、振動構造体３１１４、第３電極３１１５、第３ピエゾ材３１１６、第４電極３１１７から構成されている。
なお、図示はしないがピエゾ発電デバイスを、複数のピエゾ発電デバイス要素（図４または図５のピエゾ発電デバイス３１１）を積層して構成することができる。
第１電極３１１１、第２電極３１１３及び第３電極３１１５、第４電極３１１７は、図４の発電装置３１の第１電極３１１１、第２電極３１１３と同様、配線ｗ１，Ｗ２を介して図３に示したＡＣ／ＤＣコンバータ３３１に接続される。
第２電極と第３電極を短絡することもできる。
なお、バイモルフ構造の場合，振動構造体３１１４は理論上存在しなくても良いが、現実にはある方が望ましい。

図６に、図３の環境情報センシングシステム３の発電装置３１におけるピエゾ発電デバイス３１１に代えて使用できる磁歪発電デバイス３１１Ａを示す。図６では、磁歪発電デバイス３１１Ａは、磁歪金属コア３１１８にコイル３１１９が巻回されて構成される。
なお、コイル３１１９は説明の便宜上少ない巻き数で表示してあるが実際の構成とは異なっている。
図３を参照して説明すると、磁歪発電デバイス３１１Ａは、ピエゾ発電デバイス３１１と同様、その起電力をＡＣ／ＤＣコンバータ３３１により直流に変換する。この場合、通常は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３１の出力は、調整器３３２により昇圧される。調整器３３２はＡＣ／ＤＣコンバータ３３１からの電力を合成し、適切な電圧に調製する。この例のように、発電装置３１が磁歪発電デバイス３１１Ａである場合には、通常は、調整器３３２は入力電圧を昇圧する。

図７は、第二種機械換気を行うクリーンルームに本発明を適用した実施形態の説明図である。
図７において、クリーンルームＣＲにはエアーシャワーエリアＳＡが付設されている。
クリーンルームＣＲには、主幹給気ダクト５１、分岐給気ダクト５２、帰還ダクト５３が敷設されている。
主幹給気ダクト５１の空気取得口５４にはフィルタ５４１が備えられている。また、空気取得口５４には、後述するように（図１０参照）ピエゾ発電デバイス３１１が取り付けられている。
主幹給気ダクト５１の流路上には機械ファン５５が設けられ、空気取得口５４と機械ファン５５との間には加湿器５７が設けられている。
主幹給気ダクト５１は、図８に示すように複数の分岐給気ダクト５２に分岐している。
分岐給気ダクト５２は、クリーンルームＣＲの天井においてフィルタ５２１を介して開放されている。

図７ではクリーンルームＣＲ内のエアーを帰還ダクト５３を介して循環させているが、図９に示すように、クリーンルームＣＲ内のエアーを排気ダクト５６の空気排出口ＡＯＵＴより外部に排気することもできる。

図１０はクリーンルームの主幹給気ダクト５１の空気取得口５４に設けた複数のピエゾ発電デバイス３１１を示す図である。
図１０に示すように、主幹給気ダクト５１の空気取得口の内側にステーＳＴが設けられている。
このステーＳＴにピエゾ発電デバイス３１１が取り付けられている。

図１１は本発明の発電装置として使用される圧電／磁歪発電デバイスを地下鉄の駅に設置した態様示す説明図である。
図１１では、地下鉄の駅の通路空間Ｐの天井Ｃに発電デバイス３１１が取り付けられた様子が示されている。列車ＥＴは常に空気の流れを作るので発電デバイス３１１は効率よく電力を作ることができ、電線の引き回しをすることなく種々のセンシングシステムを構築できる。
図１２は本発明の発電装置として使用される圧電／磁歪発電デバイスを示す説明図であり、図１２（Ａ）は磁歪材としてコイル長とほぼ同じ長さの線材を用いた例を示し、図１２（Ｂ）は磁歪材としてコイル長よりも十分短い線材を用いた例を示し
この圧電／磁歪発電デバイス４を用いて本発明の発電装置を構成できる。
図１２（Ａ），（Ｂ）において圧電／磁歪発電デバイス４は、可撓性の平板状をなす第１電極４１１、第１電極４１１の片面に形成した磁歪／圧電材４１２、および磁歪／圧電材４１２の表面に形成した第２電極４１３からなるコア４１と、コア４１に巻回されたコイル線材からなるコイル４２とを備えている。
図１２（Ａ），（Ｂ）において、磁歪／圧電材４１２は、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）強誘電体に、磁歪ファイバーＦが埋めこまれて形成されている。
コア４１は支持部４４に連結され、コア４１には受圧部４３が形成されている。
支持部４４および受圧部４３は非磁性材料（金属または非金属材）により構成される。図１２（Ａ），（Ｂ）では支持部４４はステーＳＴに取り付けられている。
第１電極４１１および第２電極４１３からは端子ａ１，ａ２から引き出され、コイル４２からは端子ｂ１，ｂ２が引き出されている。

３ 環境情報センシングシステム
４ 圧電／磁歪発電デバイス
１１ 主幹給気ダクト
１２ 岐給気ダクト
２１ 主幹排気ダクト
２２ 分岐排気ダクト
３１ 発電装置
３２ センサー
３３ 回路ユニット
４１ コア
４２ コイル
４３ 受圧部
４４ 支持部
５１ 主幹給気ダクト
５２ 分岐給気ダクト
５３ 帰還ダクト
５４ 空気取得口
５５ 機械ファン
５６ 排気ダクト
５７ 加湿器
３１１ ピエゾ発電デバイス
３１１Ａ 磁歪発電デバイス
３３１ ＡＣ／ＤＣコンバータ
３３２ 調整器
３３３ 電源
３３４ 二次電池
３３５ プロセッサー
３３６ 通信回路
３３７ Ａ／Ｄ変換器
３３８ アンテナ
３３２ 調整器
３３３ 電源
４１１ 第１電極
４１２ 磁歪／圧電材
４１３ 第２電極
５２１ フィルタ
５４１ フィルタ
３３４ 二次電池３３４
３３５ プロセッサー
３３６ 通信回路
３３７ Ａ／Ｄ変換器
３１１１ 第１電極
３１１２ ピエゾ材（第１ピエゾ材）
３１１３ 第２電極
３１１４ 振動構造体
３１１５ 第３電極
３１１６ 第２ピエゾ材
３１１７ 第４電極
３１１８ 磁歪金属コア
３１１９ コイル
ＡＩＮ 空気導入口
ＡＯＵＴ 空気排出口
ＡＤＲ 空気吸引口
Ｓ 地下施設
ＣＳ 天井裏空間
Ｐ 通路空間
Ｍ 店舗空間
ＣＲ クリーンルーム
ＳＡ エアーシャワーエリア
ＳＴ ステー

Claims (10)

1. 構造物または乗り物に形成される通気路の何れかの箇所に取り付けられ、前記通気路を流動する空気から応力を受けて発電する発電デバイスを備えたことを特徴とする発電装置。
2. 通気ダクトの流路の何れかの箇所または前記流路の始端または終端に、応力を受けることで発電する少なくとも一つの発電デバイスが設けられ、前記発電デバイスは通気ダクト内を流動する空気から前記応力を受けることを特徴とする発電装置。
3. 請求項２に記載の発電装置であって、
   前記発電デバイスはピエゾ発電デバイスであり、前記ピエゾ発電デバイスは、前記通気ダクト内を流動する空気から応力を受けるように、少なくとも１箇所が前記通気ダクトの内壁、前記通気ダクトの流路内工作物または前記通気ダクトの始端部材または終端部材に固定されている発電装置。
4. 請求項２に記載の発電装置であって、
   前記発電デバイスは磁歪発電デバイスであり、前記磁歪発電デバイスは、磁歪材コアにコイルが巻回されてなり、前記通気ダクト内を流動する空気から応力を受けるように、少なくとも１箇所が前記通気ダクトの内壁、前記通気ダクトの流路内工作物または前記通気ダクトの始端部材または終端部材に固定されている発電装置。
5. 請求項２に記載の発電装置であって、
   前記発電デバイスは圧電発電と磁歪発電とを同時に行う圧電／磁歪発電デバイスであり、前記圧電／磁歪発電デバイスは、前記通気ダクト内を流動する空気から応力を受けるように、少なくとも１箇所が前記通気ダクトの内壁、前記通気ダクトの流路内工作物（ステー）または前記通気ダクトの始端部材または終端部材に固定されている発電装置。
6. 請求項２から５の何れか１項に記載の発電装置であって、
   前記通気ダクトがクリーンルームまたは地下施設に設けられた給気ダクトまたは排気ダクトである発電装置。
7. 請求項２から６の何れか１項に記載の発電装置を用いた施設の環境情報をセンシングするシステムであって、
   前記施設の通気ダクトの流路の何れかの箇所に設けられた前記発電装置と、
   前記通気ダクトの流路の何れかの箇所、前記施設の内外の何れかの箇所に設けた前記施設の環境情報を検出する少なくとも一つのセンサー、
   前記発電装置が発生する電力を用いて駆動される本体回路と、
   を備えたことを特徴とする施設の環境情報センシングシステム。
8. 請求項７に記載の施設の環境情報センシングシステムであって、
   前記環境情報が、前記施設の内部の所定気体の濃度、温度、湿度、気圧であることを特徴とする施設の環境情報センシングシステム。
9. 請求項７または８に記載の施設の環境情報センシングシステムであって、
   前記施設が地下施設またはクリーンルームであることを特徴とする施設の環境情報センシングシステム。
10. 請求項２から６の何れか１項に記載の発電装置を用いた人／動物センシングシステムであって、
    前記施設の通気ダクトの流路の何れかの箇所に設けられた前記発電装置と、
    前記通気ダクトの流路の何れかの箇所、前記施設の内外の何れかの箇所に設けた人または動物を検出する少なくとも一つのセンサー、
    前記発電装置が発生する電力を用いて駆動される本体回路と、
    を備えたことを特徴とする人／動物センシングシステム。